3D chromatin organization of the BX-C : its influence on alternative promoter choice

Influence de l’organisation 3D de la chromatine du BX-C sur le choix de promoteurs alternatifs L’expression génique est contrôlée par plusieurs facteurs dont les modifications d’histones, les éléments frontières (EFs) et les protéines insulatrices qui y sont associées ainsi que l’organisation 3D de la chromatine. Pour décrypter les liens entre ces acteurs clefs, nous avons utilisé les gènes Hox de la Drosophile comme modèle. Nous avons comparé plusieurs types cellulaires (disques imaginaux et lignées cellulaires) qui diffèrent par leurs profils d’expression : les disques d’ailes, les cellules S2 and Kc167 sont réprimés pour tous les gènes homéotiques alors que les disques génitaux, les cellules S3 and Sg4 expriment Abd-B. Nous avons confirmé que l’expression des gènes est liée à des modifications d’histones positives comme H3K4me3 et à des changements d’organisation 3D. Quand Abd-B est actif, il se dissocie du reste du cluster réprimé qui est décoré de la marque d’histone négative H3K27me3. De manière inattendue, nous avons constaté que la dissociation d’Abd-B n’est pas équivalente entre les types cellulaires et qu’elle utilisait différents EFs: Fab-7 pour les cellules Sg4, Fab-8 pour les S3 et les deux pour les disques génitaux. De plus, l’utilisation différentielle des EFs corrèle avec l’activation de régions cis-régulatrices d’Abd-B. Cela s’accompagne d’un changement d’expression des promoteurs d’Abd-B entre les cellules S3 et Sg4. Nous avons ensuite comparé l’organisation 3D de la chromatine et l’expression des promoteurs dans des disques génitaux WT et délétés pour l’élément Fab-7 (Fab-7¹). La délétion de Fab-7 induit une augmentation des contacts d’Abd-B avec le reste du BX-C réprimé et une diminution de l’expression globale d’Abd-B, mais pas de changement de l’activité des promoteurs dans la population cellulaire. Nous avons réalisé des expériences de 5’ single cell RNA-seq pour des disques imaginaux WT et Fab-7¹. La délétion de Fab-7 n’induit pas de changements du nombre d’isoformes détéctés dans des cellules uniques mais induisait un changement dans l’utilisation des promoteurs d’Abd-B. Chez les mutants, les promoteurs situés en 3’ sont plus souvent détectés au sein des mêmes cellules. Nos résultats ont montré que les EFs sont étroitement liés au paysage épigénétique, à l’organisation 3D de la chromatine et à l’expression de promoteurs alternatifs.